「前沿技术」用于火星探测器的表面压力分布预测模型

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德国航空航天中心和比利时皇家天文台构建了一个火星探测器表面压力分布预测模型，将助力欧洲火星探索计划（ExoMars）下一阶段探测任务的执行。

图1 探测器模型

ExoMars将在2020年开展第二阶段任务，旨在利用火星探测器进行地表观察并收集大气数据。嵌入式空气数据系统可在超声速和高超声速飞行期间收集空气动力学数据，根据准确的表面压力分布重建大气密度。研究团队采用缩放空气动力学模型，并通过在高超声速风洞中的大量测试，获得探测器在超音速和高超音速飞行状态下的空气动力学数据。实验中设置了30个数据采集点，以获取在马赫数为5.3~7、雷诺数7.8×105 ~ 2.46×106的条件下，探测器的表面压力分布；参考实验获得的数据，对马赫数2 ~ 14时探测器的表面压力分布进行数值模拟；利用实验和数值模拟获得的数据，构建探测器表面压力分布准确预测模型。实验结果表明，在飞行高度22 km和马赫数9时，该模型对表面压力分布的预测非常准确；在马赫数14时，压力分布误差为2.4 %。

该模型实现了探测器飞行状态下表面压力分布的准确预测，有望用于其它高超声速飞行器。

（蓝海星）

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